專利名稱：一種測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量輪技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪及其測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
測(cè)量輪又名測(cè)距輪或測(cè)距車，其基本功能實(shí)測(cè)距離。在實(shí)際使用中，經(jīng)常要用現(xiàn)有測(cè)量輪測(cè)量地塊面積。在現(xiàn)有測(cè)量輪中，尚不能直接測(cè)量不規(guī)則地塊的面積，其原因之一是現(xiàn)有測(cè)量輪在有些不要求面積測(cè)量的領(lǐng)域內(nèi)，運(yùn)行良好，如電線布線作業(yè)領(lǐng)域等。電線布線作業(yè)領(lǐng)域只要求獲得距離參數(shù)，即可以預(yù)知需要多少的電線用于此項(xiàng)工程。然而在測(cè)量輪另一重要應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，如土地面積測(cè)量、房地產(chǎn)開發(fā)面積估算、園林規(guī)劃、農(nóng)村土地平整等，獲取面積值是使用測(cè)量輪的最終目的之一。但是使用現(xiàn)有測(cè)量輪， 只能獲取距離值，無(wú)法直接獲取面積值。如果需要獲取面積值，只能手動(dòng)計(jì)算；如果所測(cè)地塊是正方形或者長(zhǎng)方形或者圓形等有限的理想規(guī)則形狀，現(xiàn)有測(cè)量輪尚存在改進(jìn)的機(jī)會(huì)以達(dá)到這個(gè)要求。比如測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)矩形狀的地塊，現(xiàn)有測(cè)量輪可以先要求使用者測(cè)出長(zhǎng)度，將此值存儲(chǔ)起來(lái)；然后再測(cè)量寬度，再跟根矩形的面積公式計(jì)算出來(lái)。但是，實(shí)際的農(nóng)田大多是不規(guī)則的多邊形，如三角形、平行四邊形、普通的四邊形，還有少數(shù)靠近邊緣的極不規(guī)則形狀?，F(xiàn)有的測(cè)量輪產(chǎn)品，無(wú)法大規(guī)模進(jìn)入這些領(lǐng)域，是一個(gè)遺憾。對(duì)于測(cè)量面積的產(chǎn)品，常用的為GPS面積測(cè)量?jī)x。該類產(chǎn)品是近年來(lái)興起的面積測(cè)量?jī)x器，選用高精度的GPS接收模塊用來(lái)接收和處理信號(hào)，信號(hào)處理完成后，輸出當(dāng)前位置的經(jīng)緯度及海拔數(shù)據(jù)。該類測(cè)量?jī)x器的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量方便，只需要圍繞被測(cè)地塊一周即可測(cè)出面積值。其缺陷是(1)民用GPS衛(wèi)星信號(hào)精度有限，一般認(rèn)為民用GPS衛(wèi)星的單點(diǎn)定位精度是50米，適用范圍受到限制；( 由于高精度GPS接收模塊在某一較短時(shí)間內(nèi)，相對(duì)定位精度還能滿足一些應(yīng)用的要求，但是其存在如下缺點(diǎn)GPS信號(hào)受大氣環(huán)境等的影響， 定位精度受到影響，會(huì)出現(xiàn)較大的漂移現(xiàn)象。GPS面積測(cè)量?jī)x，本身小巧，便于攜帶。但它的一個(gè)不足之處是耗電量較大。使用時(shí)經(jīng)常需要更換電池。GPS面積測(cè)量?jī)x整體上價(jià)格較高；特別是高精度的GPS接收模塊都需要進(jìn)口，價(jià)格不菲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，該測(cè)量輪不僅能距離測(cè)量，同時(shí)也能直接、快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)面積測(cè)量，該測(cè)量方法簡(jiǎn)單方便，測(cè)量精度高。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，包括測(cè)量輪、設(shè)置在測(cè)量輪上的輪架和連接在輪架上的手柄，在手柄上設(shè)有操作顯示界面，其特征在于，在輪架上設(shè)有檢測(cè)測(cè)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的傳感器，在手柄內(nèi)還設(shè)有中央處理器，上述的傳感器和操作顯示界面均與中央處理器連接，在手柄內(nèi)還設(shè)有與中央處理器連接的存儲(chǔ)器和地磁傳感器，所述的中央處理器用于接收傳感器輸送來(lái)的圈數(shù)信號(hào)和接收地磁傳感器輸送來(lái)的角度信號(hào)，同時(shí)根據(jù)測(cè)量輪的周長(zhǎng)、測(cè)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積，并輸送結(jié)果給操作顯示界面顯示。本測(cè)量輪能用于測(cè)量面積和測(cè)量直線距離。在測(cè)量直線距離時(shí)，將測(cè)量輪沿著直線滾動(dòng)，通過(guò)傳感器檢測(cè)到測(cè)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，然后根據(jù)圈數(shù)和測(cè)量輪的周長(zhǎng)即可計(jì)算直線距離。在測(cè)量面積時(shí)，將起始點(diǎn)為平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)，測(cè)量輪從起始點(diǎn)開始滾動(dòng)，在測(cè)量輪轉(zhuǎn)向時(shí)通過(guò)地磁傳感器得出測(cè)量輪的轉(zhuǎn)向角，并記錄該轉(zhuǎn)向點(diǎn)的坐標(biāo)值，依次按照這種方法分別記錄各轉(zhuǎn)向點(diǎn)的坐標(biāo)和轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，在測(cè)量輪回到起始點(diǎn)時(shí)即可確定測(cè)量輪滾動(dòng)一周所圍成的面積。在平面坐標(biāo)系內(nèi)相鄰兩點(diǎn)之間構(gòu)成直線，通過(guò)轉(zhuǎn)向角和平面坐標(biāo)系內(nèi)的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)可計(jì)算出三角形的面積，并將這些三角形面積相加即可計(jì)算出所求的面積，計(jì)算出面積后通過(guò)中央處理器將面積值顯示到操作顯示界面上。操作顯示界面可以為帶控制按鈕的顯示屏或者是單純的顯示屏和按鍵。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的地磁傳感器為三軸地磁傳感器，其中地磁傳感器的X軸方向與測(cè)量輪滾動(dòng)的方向一致。將地磁傳感器的X軸方向設(shè)置成與測(cè)量輪前進(jìn)或者后退的方向一致，能夠提高檢測(cè)精度，簡(jiǎn)化面積計(jì)算的公式。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的中央處理器上還連接有加速度傳感器，所述的加速度傳感器用于校正測(cè)量輪轉(zhuǎn)向時(shí)的角度誤差。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的加速度傳感器為三軸加速器傳感器， 其中加速度傳感器的X軸方向與地磁傳感器的X軸方向平行或者垂直。在測(cè)量輪前進(jìn)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)左右傾斜或者手柄上下擺動(dòng)傾斜，通過(guò)加速度傳感器測(cè)出在X軸、Y軸或Z軸方向上的傾斜角度，然后通過(guò)中央處理器對(duì)地磁傳感器進(jìn)行傾斜角補(bǔ)償，因此可以得到較為精確的角度值，特別是在轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的傾斜情況。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的傳感器為兩個(gè)并排設(shè)置的霍爾元件， 在測(cè)量輪上按圓周方向均布有若干永磁體，且所述的每個(gè)永磁體均能與上述的兩個(gè)霍爾元件相對(duì)，兩個(gè)霍爾元件處于不同的開關(guān)狀態(tài)。兩個(gè)霍爾元件處于不同的狀態(tài)可判斷出測(cè)量輪的前進(jìn)或者后退。在一個(gè)永磁體先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)霍爾元件的信號(hào)分別為開關(guān)，則判定為前進(jìn)方向，那么永磁體先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)霍爾元件的信號(hào)分別為關(guān)開，則判定為后退方向。通過(guò)前進(jìn)后退方向的判斷，使得兩個(gè)相反的路程疊加后相互抵消，因此在測(cè)量輪沿直線滾動(dòng)時(shí)如偏離方向可進(jìn)行重新滾動(dòng)，提高了實(shí)用性。通過(guò)每個(gè)永磁體經(jīng)過(guò)霍爾元件均記錄為轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。若為5個(gè)永磁體，則每個(gè)信號(hào)記為五分之一的圈數(shù)。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的車架上設(shè)有用于指向測(cè)量輪行進(jìn)方向的指向裝置。通過(guò)指向裝置能增加測(cè)量輪沿著直線滾動(dòng)的準(zhǔn)確性，提高滾動(dòng)方向的精度。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的指向裝置包括若干節(jié)依次連接成直線并水平設(shè)置的指向桿，每節(jié)指向桿活動(dòng)連接，第一節(jié)指向桿連接在輪架上，其余指向桿能收縮在相鄰的下一節(jié)指向桿內(nèi)。在使用時(shí)將指向干拉出連接成直線，不使用時(shí)將指向干收縮在相鄰的下一節(jié)指向桿內(nèi)，如伸縮天線的結(jié)構(gòu)。在上述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪中，所述的指向裝置為激光瞄準(zhǔn)器。一種上述測(cè)量輪的測(cè)量方法，其特征在于，該測(cè)量方法包括如下步驟在測(cè)量輪手柄的操作顯示界面上按下啟動(dòng)鍵，等待系統(tǒng)準(zhǔn)備好后按下初始坐標(biāo)記錄鍵，在原地左右晃動(dòng)測(cè)量輪的手柄使中央處理器通過(guò)地磁傳感器快速采樣轉(zhuǎn)向角并計(jì)算出轉(zhuǎn)向角的平均值， 作為這次測(cè)量的轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中；按照預(yù)定的直線路線進(jìn)行滾動(dòng)直到再次轉(zhuǎn)向時(shí)
4按下轉(zhuǎn)向鍵記錄該點(diǎn)的坐標(biāo)，并再次左右晃動(dòng)測(cè)量輪的手柄使中央處理器通過(guò)地磁傳感器快速采樣轉(zhuǎn)向角并計(jì)算出轉(zhuǎn)向角的平均值，作為這次測(cè)量的另一個(gè)轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中；在測(cè)量輪回到終點(diǎn)時(shí)，按下終止鍵，結(jié)束測(cè)量；中央處理器根據(jù)測(cè)量輪的周長(zhǎng)、測(cè)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積，并輸送結(jié)果給操作顯示界面顯示。在上述的測(cè)量輪的測(cè)量方法中，所述的左右晃動(dòng)測(cè)量輪的幅度為0 5度?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本測(cè)量輪通過(guò)使用地磁傳感器和中央處理器將只能測(cè)量直線的測(cè)量輪改進(jìn)成能夠測(cè)量面積的測(cè)量輪，使得該測(cè)量輪的實(shí)用性增加，且方便了面積測(cè)量，相較于GPS等測(cè)量裝置及測(cè)量方法更加方便。2、本測(cè)量輪還增加了加速度傳感器，用于校正測(cè)量的偏差，并采用平面坐標(biāo)系內(nèi)三角形面積計(jì)算法計(jì)算面積，計(jì)算精度得到提高。3、本測(cè)量輪采用雙霍爾元件的結(jié)構(gòu)不僅用于計(jì)數(shù)測(cè)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，還用于抵消測(cè)量輪的前進(jìn)后退的直線路程，在直線路線走彎時(shí)能夠重走。4、本測(cè)量輪的測(cè)量方法能夠?qū)⒏鱾€(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)進(jìn)行精確定向，另外加上在測(cè)量輪上還裝有加速度傳感器來(lái)校正轉(zhuǎn)向偏差，使得轉(zhuǎn)向角的精度得到極大的提高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的傳感器和永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、測(cè)量輪；2、輪架；3、手柄；4、操作顯示界面；5、傳感器；6、中央處理器；7、 存儲(chǔ)器；8、永磁體；9、指向裝置；91、指向桿；92、S型固定結(jié)構(gòu)；10、地磁傳感器；11、加速度傳感器。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。如圖1、圖2和圖3所示，本測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，包括測(cè)量輪1、設(shè)置在測(cè)量輪1 上的輪架2和連接在輪架2上的手柄3，在手柄3上設(shè)有操作顯示界面4，該測(cè)量輪1能夠?qū)崿F(xiàn)面積測(cè)量。具體來(lái)說(shuō)，在輪架2上設(shè)有檢測(cè)測(cè)量輪1轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的傳感器5，在手柄3內(nèi)還設(shè)有中央處理器6，中央處理器6采用STM8L152C6，傳感器5和操作顯示界面4均與中央處理器 6連接，操作顯示界面4可以為帶控制按鈕的顯示屏或者是單純的顯示屏和按鍵。在手柄3 內(nèi)還設(shè)有與中央處理器6連接的存儲(chǔ)器7和地磁傳感器10，地磁傳感器10采用HMC5883， 該地磁傳感器10為三軸地磁傳感器，其中地磁傳感器10的X軸方向與測(cè)量輪1滾動(dòng)的方向一致。地磁傳感器10布置在線路板上，在布局時(shí)，應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離對(duì)磁性敏感的物料，如鐵質(zhì)的螺絲等，同時(shí)布線時(shí)也應(yīng)遠(yuǎn)離大電流的導(dǎo)線。方位角的計(jì)算公式是
Hy = YmX cos ( θ ) +XmX sin ( θ ) sin (Ψ) -ZmX cos (Ψ) sin ( θ )---計(jì)算地磁水平y(tǒng)分量Hx = XmX cos (Ψ)+ZmX sin (Ψ)—計(jì)算地磁水平 χ 分量Heading = actan (Hy/Hx)。一計(jì)算轉(zhuǎn)向角中央處理器6上還連接有加速度傳感器11，加速度傳感器11為ADXU45，為三軸加速器傳感器，其中加速度傳感器11的X軸方向與地磁傳感器10的X軸方向平行或者垂直，用于校正測(cè)量輪1轉(zhuǎn)向時(shí)的角度誤差。中央處理器6與地磁傳感器10和加速度傳感器 11之間是通過(guò)I2C或SPI接口連接的。上述的中央處理器6等均有蓄電池進(jìn)行供電。中央處理器6用于接收傳感器5輸送來(lái)的圈數(shù)信號(hào)和接收地磁傳感器10輸送來(lái)的角度信號(hào)，同時(shí)根據(jù)測(cè)量輪1的周長(zhǎng)、測(cè)量輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪1轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪1繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積，并輸送結(jié)果給操作顯示界面4顯示。中央處理器6、地磁傳感器10和加速度傳感器11均設(shè)置在同一塊線路板上，該線路板設(shè)置在手柄3內(nèi)。靜止時(shí)，加速度傳感器11與地磁傳感器10以及整個(gè)線路板都有同樣的傾斜角。加速度傳感器11與地磁傳感器10—樣，具備三個(gè)軸的檢測(cè)能力。通過(guò)x，y， ζ軸三個(gè)方向的靜態(tài)加速度值，通過(guò)反三角函數(shù)公式即可計(jì)算出加速度傳感器11傾斜時(shí)與 X軸的夾角及與y軸的夾角。傳感器5為兩個(gè)并排設(shè)置的霍爾元件，在測(cè)量輪1上按圓周方向均布有若干永磁體8，且所述的每個(gè)永磁體8均能與兩個(gè)霍爾元件相對(duì)，兩個(gè)霍爾元件處于不同的開關(guān)狀態(tài)。車架上設(shè)有用于指向測(cè)量輪1行進(jìn)方向的指向裝置9。指向裝置9包括若干節(jié)依次連接成直線并水平設(shè)置的指向桿91，每節(jié)指向桿91活動(dòng)連接，第一節(jié)指向桿91連接在輪架2上，其余指向桿91能收縮在相鄰的下一節(jié)指向桿91內(nèi)，第一節(jié)指向桿91轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 在輪架2上設(shè)置有S型的指向桿固定結(jié)構(gòu)92，當(dāng)不使用方向指向裝置時(shí)，可將其端部置入S 型固定結(jié)構(gòu)92中。指向裝置還可以為激光瞄準(zhǔn)器，以適用更高精度的方向描準(zhǔn)。在激光瞄準(zhǔn)器中，使用一只激光發(fā)射二極管。這種測(cè)量輪1的測(cè)量方法包括如下步驟在測(cè)量輪1手柄3的操作顯示界面4上按下啟動(dòng)鍵，等待系統(tǒng)準(zhǔn)備好后按下初始坐標(biāo)記錄鍵，在原地左右晃動(dòng)測(cè)量輪1的手柄3使中央處理器6通過(guò)地磁傳感器10快速采樣轉(zhuǎn)向角并計(jì)算出轉(zhuǎn)向角的平均值，作為這次測(cè)量的轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器7中，其中左右晃動(dòng)的幅度為0 5度；按照預(yù)定的直線路線進(jìn)行滾動(dòng)直到再次轉(zhuǎn)向時(shí)按下轉(zhuǎn)向鍵記錄該點(diǎn)的坐標(biāo)，并再次左右晃動(dòng)測(cè)量輪1的手柄3使中央處理器6通過(guò)地磁傳感器10快速采樣轉(zhuǎn)向角并計(jì)算出轉(zhuǎn)向角的平均值，作為這次測(cè)量的另一個(gè)轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)與存儲(chǔ)器7中；在測(cè)量輪1回到終點(diǎn)時(shí)，按下終止鍵，結(jié)束測(cè)量沖央處理器6根據(jù)測(cè)量輪1的周長(zhǎng)、測(cè)量輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪1轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪1 繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積，并輸送結(jié)果給操作顯示界面4顯示。本測(cè)量輪1能用于測(cè)量面積和測(cè)量直線距離。在測(cè)量直線距離時(shí)，將測(cè)量輪1沿著直線滾動(dòng)，通過(guò)傳感器5檢測(cè)到測(cè)量輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，然后根據(jù)圈數(shù)和測(cè)量輪1的周長(zhǎng)即可計(jì)算直線距離。在測(cè)量面積時(shí)，將起始點(diǎn)設(shè)為平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)，測(cè)量輪1從起始點(diǎn)開始滾動(dòng)，在測(cè)量輪1轉(zhuǎn)向時(shí)通過(guò)地磁傳感器10得出測(cè)量輪1的轉(zhuǎn)向角，并記錄該轉(zhuǎn)向點(diǎn)的坐標(biāo)值，依次按照這種方法分別記錄各轉(zhuǎn)向點(diǎn)的坐標(biāo)和轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器7中，在測(cè)量輪1回到起始點(diǎn)時(shí)即可確定測(cè)量輪1繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積。在平面坐標(biāo)系內(nèi)相鄰兩點(diǎn)之間構(gòu)成直線，通過(guò)轉(zhuǎn)向角和平面坐標(biāo)系內(nèi)的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)可計(jì)算出三角形的面積，并將這些三角形面積相加即可計(jì)算出所求的面積，計(jì)算出面積后通過(guò)中央處理器6將面積值顯示到操作顯示界面4上。按照上述的操作過(guò)程，每一個(gè)拐點(diǎn)都能在顯示屏建立的坐標(biāo)系上準(zhǔn)確地繪制出來(lái)，也就具備了實(shí)時(shí)計(jì)算地塊面積的條件。計(jì)算公式為S = 1/2*( Σ [(Xn+I-Xn)*(Yn+1+Yn)]-Χη+1*Υη+1)(Xn, Yn)為將每一個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)化后的坐標(biāo)值。通過(guò)這種測(cè)量方法能夠?qū)⒏鱾€(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)進(jìn)行精確定向，另外加上在測(cè)量輪1上還裝有加速度傳感器11來(lái)校正轉(zhuǎn)向偏差，使得轉(zhuǎn)向角的精度得到極大的提高。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了測(cè)量輪1、輪架2、手柄3、操作顯示界面4、傳感器5、中央處理器6、存儲(chǔ)器7、永磁體8、指向裝置9、指向桿91、S型固定結(jié)構(gòu)92等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，包括測(cè)量輪(1)、設(shè)置在測(cè)量輪(1)上的輪架( 和連接在輪架( 上的手柄(3)，在手柄C3)上設(shè)有操作顯示界面G)，其特征在于，在輪架O) 上設(shè)有檢測(cè)測(cè)量輪(1)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的傳感器(5)，在手柄(3)內(nèi)還設(shè)有中央處理器(6)，上述的傳感器( 和操作顯示界面(4)均與中央處理器(6)連接，在手柄(3)內(nèi)還設(shè)有與中央處理器(6)連接的存儲(chǔ)器(7)和地磁傳感器(10)，所述的中央處理器(6)用于接收傳感器(5)輸送來(lái)的圈數(shù)信號(hào)和接收地磁傳感器(10)輸送來(lái)的角度信號(hào)，同時(shí)根據(jù)測(cè)量輪(1)的周長(zhǎng)、測(cè)量輪(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪(1)轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪(1)繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積，并輸送結(jié)果給操作顯示界面(4)顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的地磁傳感器(10)為三軸地磁傳感器(10)，其中地磁傳感器(10)的X軸方向與測(cè)量輪(1)滾動(dòng)的方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的中央處理器(6)上還連接有加速度傳感器(11)，所述的加速度傳感器(11)用于校正測(cè)量輪(1)轉(zhuǎn)向時(shí)的角度誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的加速度傳感器(11)為三軸加速器傳感器(5)，其中加速度傳感器(11)的X軸方向與地磁傳感器(10)的 X軸方向平行或者垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的傳感器(5)為兩個(gè)并排設(shè)置的霍爾元件，在測(cè)量輪(1)上按圓周方向均布有若干永磁體(8)，且所述的每個(gè)永磁體(8)均能與上述的兩個(gè)霍爾元件相對(duì)，兩個(gè)霍爾元件處于不同的開關(guān)狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的車架上設(shè)有用于指向測(cè)量輪⑴行進(jìn)方向的指向裝置(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的指向裝置(9)包括若干節(jié)依次連接成直線并水平設(shè)置的指向桿(91)，每節(jié)指向桿(91)活動(dòng)連接，第一節(jié)指向桿(91)連接在輪架( 上，其余指向桿(91)能收縮在相鄰的下一節(jié)指向桿(91)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪，其特征在于，所述的指向裝置(9)為激光瞄準(zhǔn)器。
9.一種上述測(cè)量輪的測(cè)量方法，其特征在于，該測(cè)量方法包括如下步驟在測(cè)量輪(1) 手柄C3)的操作顯示界面(4)上按下啟動(dòng)鍵，等待系統(tǒng)準(zhǔn)備好后按下初始坐標(biāo)記錄鍵，在原地左右晃動(dòng)測(cè)量輪(1)的手柄C3)使中央處理器(6)通過(guò)地磁傳感器(10)快速采樣轉(zhuǎn)向角并計(jì)算出轉(zhuǎn)向角的平均值，作為這次測(cè)量的轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器(7)中；按照預(yù)定的直線路線進(jìn)行滾動(dòng)直到再次轉(zhuǎn)向時(shí)按下轉(zhuǎn)向鍵記錄該點(diǎn)的坐標(biāo)，并再次左右晃動(dòng)測(cè)量輪(1) 的手柄⑶使中央處理器(6)通過(guò)地磁傳感器(10)快速采樣轉(zhuǎn)向角并計(jì)算出轉(zhuǎn)向角的平均值，作為這次測(cè)量的另一個(gè)轉(zhuǎn)向角并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器(7)中；在測(cè)量輪(1)回到終點(diǎn)時(shí)，按下終止鍵，結(jié)束測(cè)量；中央處理器(6)根據(jù)測(cè)量輪(1)的周長(zhǎng)、測(cè)量輪(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪(1)轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪(1)繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積，并輸送結(jié)果給操作顯示界面(4)顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)量輪的測(cè)量方法，其特征在于，所述的左右晃動(dòng)測(cè)量輪 (1)的幅度為O 5度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪及其測(cè)量方法，屬于測(cè)量輪技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有測(cè)量輪不能直接測(cè)量面積的問(wèn)題。該測(cè)距和測(cè)面積的測(cè)量輪包括測(cè)量輪、設(shè)置在測(cè)量輪上的輪架和連接在輪架上的手柄，在手柄上設(shè)有操作顯示界面，在輪架上設(shè)有檢測(cè)測(cè)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的傳感器，在手柄內(nèi)還設(shè)有中央處理器，傳感器和操作顯示界面均與中央處理器連接，在手柄內(nèi)還設(shè)有與中央處理器連接的存儲(chǔ)器和地磁傳感器，中央處理器用于接收圈數(shù)信號(hào)和角度信號(hào)，同時(shí)根據(jù)測(cè)量輪的周長(zhǎng)、測(cè)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和測(cè)量輪轉(zhuǎn)向角度計(jì)算出測(cè)量輪繞地滾動(dòng)一周所圍成的面積并輸送結(jié)果給操作顯示界面顯示。本測(cè)量輪不僅能距離測(cè)量也能直接、快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)面積測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B7/32GK102506683SQ20111029762
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者李文, 林忠仁, 連加軍 申請(qǐng)人:林忠仁